Jesteśmy coraz bliżej tego, aby nasze plany o poleceniu na Księżyc i Marsa wreszcie się spełniły. Konstruujemy nowe statki kosmiczne, posyłamy kolejnych astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną na coraz dłuższe pobyty i wysyłamy łaziki na Czerwoną Planetę. Wszystko to już jest ogromnym osiągnięciem, jednak niektóre problemy i zagwozdki wciąż spędzają sen z powiek wielu naukowców. Jednym z nich są brakujące lub trudno dostępne źródła materiałów konieczne do przetrwania na miejscu.
Budowanie bazy na Marsie to nie lada wyzwanie, nad którym pracuje już od dłuższego czasu mnóstwo naukowców, ale także amatorów, w tym studentów. Zebraliśmy już mnóstwo wspaniałych pomysłów, jednak każdy z nich wymaga obecności takich materiałów, które nawet na ziemi uważane są za rzadkie i trudno dostępne. Są to między innymi metale używane do produkcji urządzeń elektronicznych takich jak ekrany komputerów, magnesów czy ich stopy.
Oczywistą propozycją byłoby zabranie tych zasobów ze sobą, jednak jest to niemożliwe ze względu na ich ciężar, a co za tym idzie kosmiczne kosztów, które musielibyśmy ponieść w tej sytuacji. Wynika z tego to, że musimy pozyskać to wszystko na miejscu. W jaki sposób?
Wiemy, że wszystkie kluczowe dla nas materiały obecne są zarówno na Marsie, jak i Księżycu. Problem polega na tym, że są one ukryte w skałach i glebie, więc musielibyśmy zabrać ze sobą sprzęt górniczy, który jest ciężki, a więc i drogi do wyniesienia w przestrzeń kosmiczną, a także nieprzystosowany do warunków panujących poza atmosferą ziemską. A gdybyśmy znaleźli odpowiednio przystosowane mikroskopijne organizmy, które zrobią wszystko dla nas? Tę ideę wysunął zespół pracujący nad projektem ESA BioRock.
Tak zwane biogórnictwo z ogromnym powodzeniem wykorzystywane jest na ziemi już od lat. Jest to proces, w którym wykorzystuje się mikroorganizmy do „zjedzenia” potrzebnych nam jonów metali, takich jak miedź. Następnie ekstrahuje się je z mikrobów w warunkach laboratoryjnych, w procesie bioługowania, na podstawie katalitycznego procesu utleniania minerałów siarczkowych, co pozwala na skuteczną ekstrakcję miedzi, uranu oraz złota.
Biogórnictwo jest nie tylko przyjazne dla środowiska, ponieważ generuje minimalną ilość zanieczyszczeń powietrza, ale również jest bardziej efektywne. Użycie bakterii, naturalnie występujących na obszarach wydobycia, pozwala na pozyskanie nawet 90% surowca z minerału czy skały, podczas gdy tradycyjne metody wydobywcze mają skuteczność na poziomie średnio 60%.
Luca Parmitano montujący BioRock.
Czy biogórnictwo ma szansę w kosmosie?
Na to pytanie odpowiedź ma dla nas znaleźć zespół pracujący nad projektem BioRock, prowadzony przez naukowców z Uniwersytetu Edynburskiego. Trzy szczepy bakterii wykorzystywanych do biogórnictwa zostały wysłane na Międzynarodową Stację Kosmiczną na podkładzie statku kosmicznego Dragon w uśpionej, odwodnionej formie. Po podaniu im substancji odżywczych i pozostawieniu ich w temperaturze 20 stopni Celsjusza mikroby miały zregenerować swoje komórki i rozpocząć proces wydobycia metali. Astronauta ESA, Luca Parmitano, kontrolował, jak te mikroorganizmy funkcjonują w różnych warunkach grawitacyjnych.
Szczepy bakterii zostały umieszczone w kosmicznym laboratorium Columbus, aby te się rozwijały na najkorzystniejszym dla siebie podłożu – skale bazaltowej. Co ważne, skała ta występuje zarówno na Księżycu, jak i Marsie, oraz zawiera wszystkie poszukiwane przez nas rzadkie metale. Funkcjonowanie mikroorganizmów sprawdzano w trzech różnych warunkach środowiska – mikrograwitacji, sile grawitacji, jaka panuje na Księżycu (0.38g), a także w warunkach symulowanej grawitacji ziemskiej.
Po trzech tygodniach odesłano wszystkie szczepy na ziemię. Po dokładnej analizie zespół BioRock odkrył, że żadna z populacji nie doznała znaczących negatywnych skutków. Każdy ze szczepów bakterii rozwijał się prawidłowo, zarówno w warunkach mikrograwitacji, jak i grawitacji księżycowej, a także symulowanej grawitacji ziemskiej. Po zbadaniu ich zdolności do wydobywania metali z podłoża okazało się, że 2 szczepy bakterii miały wydajność taką samą, jak na ziemi.
Koordynator projektu BioRock, Nicol Caplin, podkreślił, że jest to „niezwykle ekscytujące odkrycie”, że wszystkie szczepy były zdolne do przetrwania w takich warunkach grawitacyjnych, a nawet do intensywnego rozwoju. Udowodniono, że nie musimy zapewniać mikrobom warunków ziemskiej grawitacji, a biogórnictwo może być doskonałym rozwiązaniem jeśli chodzi o wydobycie niezbędnych surowców dla budowy marsjańskich czy księżycowych habitatów.
